高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練16 基因工程、細(xì)胞工程（含解析）-人教版高三生物試題

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1、專題能力訓(xùn)練十六基因工程、細(xì)胞工程1.(2019全國(guó)理綜)基因工程中可以通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫(kù)中獲得。基因文庫(kù)包括和。(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí),解開(kāi)DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個(gè)解鏈過(guò)程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的。(3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是。答案:(1)基因組文庫(kù)cDNA文庫(kù)(2)解旋酶加熱至9095 氫鍵(3)Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會(huì)失活解析

2、:(1)基因文庫(kù)包括基因組文庫(kù)和cDNA文庫(kù)。(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí),由解旋酶解開(kāi)DNA雙鏈。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是加熱至9095。這兩個(gè)解鏈過(guò)程都破壞了DNA雙鏈分子中的氫鍵。(3)溫度會(huì)影響酶的活性。PCR過(guò)程是在高溫條件下進(jìn)行的。Taq酶耐高溫,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會(huì)變性失活。2.(2018全國(guó)理綜)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá),某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡(jiǎn)稱為甲),并將其

3、插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。回答下列問(wèn)題。(1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是,使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證,也是為了保證。(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說(shuō)明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和過(guò)程。(3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的移入牛的中,體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的(填“mRN

4、A”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。答案:(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核DNA3.下表是幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn),圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn),其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。限制酶BamHBclSau3AHind識(shí)別序列及切割位點(diǎn)(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒,應(yīng)選用兩種限制酶切割,酶切后的載體和目的基因片段,通過(guò)酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒,需將其轉(zhuǎn)入處于態(tài)的大腸桿菌。(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌,應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加,平板上長(zhǎng)出的菌落,常用PCR鑒定,所用

5、的引物組成為圖2中。(3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接,連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為,對(duì)于該部位,這兩種酶(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開(kāi)。(4)若用Sau3A切圖1質(zhì)粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。答案:(1)Bcl和Hind連接感受(2)四環(huán)素引物甲和引物丙(3)TGATCCACTAGGGGATCACCTAGT都不能(4)74.(2019全國(guó)理綜)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比,這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)是(答出2點(diǎn)即可)。(2)通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù),可

6、把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體,再通過(guò)人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示),這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長(zhǎng)。人工種皮具備透氣性的作用是。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)提供所需的物質(zhì),因此應(yīng)含有植物激素、和等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖,可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗,可以選取植物的進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的基本程序是(用流程圖表示)。答案:(1)能保持植物原有的遺傳特性,繁殖速度快(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株解析:(1)基于植物組織培

7、養(yǎng)技術(shù)的微型繁殖實(shí)現(xiàn)了植物克隆,屬于無(wú)性繁殖技術(shù)。與常規(guī)的種子繁殖方法(有性生殖)相比,微型繁殖技術(shù)可以保持植物原有的遺傳特性,快速實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。(2)人工種子的人工種皮要保證胚狀體正常的生命活動(dòng),一方面要有透氣性,使胚狀體能夠進(jìn)行呼吸作用;另一方面要有子葉或胚乳的功能,為胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育提供必需的植物激素、礦質(zhì)元素和糖等幾類物質(zhì)。(3)植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒很少,甚至無(wú)病毒。用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng),再生的植株就有可能不帶病毒,從而獲得脫毒苗。(4)將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株,應(yīng)首先對(duì)含有目的基因的細(xì)胞進(jìn)行脫分化處理獲得愈傷組織,然后誘導(dǎo)其再分化,即可獲得試管苗(小植株)。

8、5.菊天牛是菊花的主要害蟲(chóng)之一。科研人員將抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)入菊花,培育出抗蟲(chóng)菊花。下圖是獲得轉(zhuǎn)基因菊花的技術(shù)流程,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。注卡那霉素抗性基因(kanR)作為標(biāo)記基因,菊花葉片對(duì)卡那霉素高度敏感。(1)為了促進(jìn)土壤農(nóng)桿菌吸收重組質(zhì)粒,可用處理土壤農(nóng)桿菌,使其處于以便吸收重組質(zhì)粒。(2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌的目的是利用農(nóng)桿菌能夠的特點(diǎn),使目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞中,并插入菊花細(xì)胞的上,最終形成轉(zhuǎn)基因植株。(3)將愈傷組織轉(zhuǎn)移到添加一定濃度植物激素和的培養(yǎng)基中,在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng),篩選轉(zhuǎn)基因菊花。(4)用PCR方法檢測(cè)轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時(shí),需根據(jù)的核苷酸序列設(shè)計(jì)特異引物,以為模板進(jìn)行

9、第一輪擴(kuò)增。(5)將轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料以適當(dāng)比例混合后飼喂菊天牛2齡幼蟲(chóng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。組別死亡率/%實(shí)驗(yàn)組轉(zhuǎn)基因植株160.00轉(zhuǎn)基因植株253.33對(duì)照組13.33對(duì)照組應(yīng)飼喂等量的。據(jù)表分析,差異顯著,說(shuō)明轉(zhuǎn)基因菊花對(duì)菊天牛2齡幼蟲(chóng)有較強(qiáng)的毒殺作用。答案:(1)Ca2+(或CaCl2)感受態(tài)(2)感染菊花(或植物)細(xì)胞,并將T-DNA轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞染色體(3)卡那霉素(4)抗蟲(chóng)基因(目的基因)轉(zhuǎn)基因菊花的DNA(或“含目的基因的菊花的DNA”)(5)非轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料的混合物實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組死亡率6.科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄馬鈴薯雜種植株,

10、為了便于雜種細(xì)胞的篩選和鑒定,科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì),其培育過(guò)程如下圖所示。(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有。(2)過(guò)程常用的酶是,細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是。(3)植物原生質(zhì)體融合常利用(化學(xué)試劑)誘導(dǎo),在鑒定雜種原生質(zhì)體時(shí)可用顯微鏡觀察,根據(jù)細(xì)胞膜表面的熒光的不同可觀察到種不同的兩兩融合類型的原生質(zhì)體,當(dāng)觀察到時(shí),可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(4)過(guò)程和過(guò)程依次為,過(guò)程中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是。(5)若番茄體細(xì)胞內(nèi)有m條染色體,馬鈴薯體細(xì)胞內(nèi)有n條染色體,則“番茄馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含條染色體。若雜種細(xì)胞培育成的“番

11、茄馬鈴薯”植株為四倍體,則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于植株。答案:(1)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性(2)纖維素酶和果膠酶形成了新的細(xì)胞壁(3)聚乙二醇(PEG)3融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光(4)脫分化和再分化生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素(5)2(m+n)單倍體解析:(1)植物體細(xì)胞雜交要將不同種的植物細(xì)胞誘導(dǎo)融合成一個(gè)雜種細(xì)胞,再利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將雜種細(xì)胞培育成植株,體現(xiàn)的生物學(xué)原理為細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。(2)植物細(xì)胞融合時(shí)需先用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體,雜種細(xì)胞再生出新的細(xì)胞壁是細(xì)胞融合完成的標(biāo)志。(3)植物原生質(zhì)體融合過(guò)程常利用

12、化學(xué)試劑聚乙二醇(PEG),融合后有3種不同的兩兩融合類型的原生質(zhì)體,分別是番茄細(xì)胞自身融合細(xì)胞(紅色熒光)、馬鈴薯細(xì)胞自身融合細(xì)胞(綠色熒光)、番茄馬鈴薯融合細(xì)胞(紅色+綠色熒光)三類。(4)雜種細(xì)胞形成愈傷組織的過(guò)程屬于植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的脫分化,愈傷組織形成植物體的過(guò)程屬于再分化。(5)雜種細(xì)胞的染色體數(shù)為融合前兩種細(xì)胞染色體數(shù)之和,即(m+n)。細(xì)胞有絲分裂后期,由于著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分開(kāi),使得雜種細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍為2(m+n),經(jīng)過(guò)花粉離體培養(yǎng)形成的植株不論細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組均屬于單倍體。7.(2017全國(guó)理綜).幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)

13、水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi),可增強(qiáng)其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí),若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料,原因是。提取RNA時(shí),提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是。(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá),需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,原因是(答出兩點(diǎn)即可)。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí),DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是。(5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒(méi)有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是

14、。.Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對(duì)Rag2基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如下圖所示。(1)步驟中,在核移植前應(yīng)去除卵母細(xì)胞的(結(jié)構(gòu))。(2)培養(yǎng)細(xì)胞過(guò)程中,要置于CO2培養(yǎng)箱中,其中CO2的主要作用是。(3)步驟中,需要構(gòu)建含有Rag2基因的表達(dá)載體?？梢愿鶕?jù)Rag2基因的設(shè)計(jì)引物,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。用Hind 和Pst限制酶分別在片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達(dá)載體,所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有酶的酶切位點(diǎn)。(4)為檢測(cè)Rag2基因的表達(dá)情況,可提取治療后小鼠骨髓細(xì)胞的,用抗Rag2蛋白的抗體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。答案:.(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成cDNA(3)目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn);目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常.(1)細(xì)胞核(2)維持培養(yǎng)液的pH(3)核苷酸序列Hind和Pst(4)蛋白質(zhì)